多功能微流控芯片測試與控制系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)建.pdf

1、微流控芯片技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種全新的分析技術(shù)，它是基于微電子機械系統(tǒng)(MicroElectroMechanicalSystem，MEMS)技術(shù)在玻璃、硅片、有機聚合物等材料上制作出微通道、微反應(yīng)腔、微混合器、微泵微閥等多種微細結(jié)構(gòu)，把常規(guī)生物化學(xué)分析過程中樣品采集、處理、反應(yīng)和檢測等一系列不連續(xù)過程集成在一個芯片上完成，達到分析設(shè)備的微型化、集成化，從而實現(xiàn)“微全分析系統(tǒng)”(MicroTotalAnalysisSystems，μT

2、AS)，其具有分析速度快、污染小、并行處理等優(yōu)點，正逐步應(yīng)用于臨床檢驗、環(huán)境監(jiān)測、法醫(yī)鑒定等領(lǐng)域。 微芯片是微全分析系統(tǒng)的核心部件，其性能極大影響著系統(tǒng)。目前針對微芯片性能的檢測方法、設(shè)備相對有限，還沒有一套較全面的微芯片性能測試與控制系統(tǒng)。為此，本論文根據(jù)微流控芯片的特點和功能要求，開發(fā)了一套多功能微流控芯片測試與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對微流體進樣、遷移、分離等過程的精確自動控制，具有溫度控制和微結(jié)構(gòu)形貌實時監(jiān)測等多種功能。

3、 1.根據(jù)微流控芯片的功能要求，基于C8051F020MCU設(shè)計了多功能控制板，實現(xiàn)了電泳模塊精確自動控制、檢測靈敏度的智能調(diào)節(jié)、溫度的PID控制，關(guān)鍵技術(shù)申請了專利，具有創(chuàng)新性。 2.采用12位高精度A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，對信號進行了硬件濾波與軟件濾波處理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)高精度快速自動采集，并直觀圖形界面顯示。 3.完成了整個系統(tǒng)搭建及程序編寫工作，并進行了微流體控制、溫度控制及尿蛋白檢測等實驗，獲得了滿意的結(jié)果。 通過

4、本論文的實驗表明，系統(tǒng)實現(xiàn)了復(fù)雜微流體控制、PID溫度調(diào)節(jié)、微結(jié)構(gòu)形貌實時監(jiān)測等功能，可以根據(jù)要求對芯片進行性能測試并獲得可靠直觀的數(shù)據(jù)，這對實驗現(xiàn)象結(jié)果的分析及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計均具有理論指導(dǎo)作用。但由于微流控芯片驅(qū)動、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，要實現(xiàn)微流控芯片的真正全性能分析，系統(tǒng)還需進一步的改進，實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化、功能多樣化發(fā)展是最終目標(biāo)。 當(dāng)前微流控芯片分析技術(shù)正飛速發(fā)展，芯片性能檢測就成了芯片發(fā)展必須走的一步。而此系統(tǒng)的出現(xiàn)正好滿足了